基于企業(yè)應用的應用型本科“液壓與氣壓傳動”實驗項目開發(fā)研究

王廷軍 段家奇

摘 要：根據(jù)培養(yǎng)應用型本科人才對“液壓與氣壓傳動實驗”課程實驗教學的改革要求，重點探討結(jié)合企業(yè)應用實際案例開發(fā)建設(shè)綜合性、設(shè)計性實驗項目及內(nèi)容的設(shè)計思想、方法及其實現(xiàn)。在分析企業(yè)液壓設(shè)備的典型工作循環(huán)及其控制基礎(chǔ)上，確定綜合性實驗項目。對企業(yè)氣動設(shè)備進行優(yōu)選、綜合、提煉后，建設(shè)設(shè)計性實驗“氣動設(shè)計回路”的選題、實驗內(nèi)容，加強培養(yǎng)學生的工程實踐能力和技術(shù)應用能力。

關(guān)鍵詞：應用型本科；液壓與氣壓傳動；企業(yè)應用；實驗項目；綜合性；設(shè)計性

應用型本科教育以培養(yǎng)技術(shù)應用型人才為宗旨，實現(xiàn)與老本科院校的錯位競爭。[1]實踐教學環(huán)節(jié)特別是實驗課程教學拉近了與企業(yè)應用實際的距離，對培養(yǎng)學生的技術(shù)應用能力起著至關(guān)重要的作用。但隨著專業(yè)開設(shè)課程門數(shù)的增多，本課程的實驗教學時數(shù)減少，如何開發(fā)精而效果好的實驗顯得更為重要。因此，液壓與氣壓傳動課程作為機械類的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)平臺課，需要建設(shè)合適的實驗項目，從工程應用實際中綜合、抽象出實驗項目及內(nèi)容，以滿足培養(yǎng)應用型人才的需求。

1 應用型本科實驗教學的改革

應用型本科教育著重培養(yǎng)具有較強技術(shù)基礎(chǔ)理論、實踐技能和應用能力的技術(shù)本科人才，[1]對實驗教學改革要求有著強烈的需求。目前實驗教學存在著項目單一，缺乏綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新性實驗。[2]實驗內(nèi)容與工程實際應用結(jié)合不緊密。因此，需要從以能力培養(yǎng)為核心的實驗教學理念出發(fā)，與企業(yè)應用相對接，構(gòu)建綜合性、設(shè)計性、研究創(chuàng)新性實驗項目，建立起基礎(chǔ)性、綜合性、設(shè)計性三個層次遞進的實驗項目結(jié)構(gòu)教學模式，以滿足對應用型人才培養(yǎng)的需求。

（1）以企業(yè)應用為背景，實驗內(nèi)容緊密貼合企業(yè)工程應用實際，并經(jīng)過綜合、歸納、優(yōu)化，最終得到具有一定典型意義的多個實驗項目選題，體現(xiàn)從“理論驗證性”向“工程設(shè)計性”實驗的轉(zhuǎn)變，突出培養(yǎng)實踐能力、技術(shù)應用能力。

（2）改變傳統(tǒng)的實驗內(nèi)容孤立、分散、互不聯(lián)系的狀況，實行實驗內(nèi)容的綜合化。開設(shè)來自企業(yè)應用的綜合性、設(shè)計性實驗，建設(shè)基礎(chǔ)性、綜合性、設(shè)計性實驗層次漸進的實驗構(gòu)架，使學生在分析能力和綜合應用能力上得到訓練，強化創(chuàng)新能力和設(shè)計能力培養(yǎng)。

2 液壓與氣壓傳動實驗內(nèi)容設(shè)計與項目開發(fā)

2.1 綜合性實驗內(nèi)容設(shè)計與項目開發(fā)

液壓與氣壓傳動實驗涉及流體力學、液壓元件與系統(tǒng)、測試技術(shù)、電氣與PLC控制等多方面知識。從企業(yè)應用實際看，典型的液壓執(zhí)行元件的基本工作循環(huán)都可以歸結(jié)為“快進—工進—快退—停止”，由電磁閥來控制。因此，經(jīng)過分析、提煉，綜合得出以“液壓缸循環(huán)動作控制實驗”作為綜合性實驗項目，如圖1所示。學生設(shè)計實現(xiàn)完成活塞缸動作循環(huán)液壓系統(tǒng)圖，正確連接液壓與電氣線路，進行電氣及PLC控制，進行工況調(diào)節(jié)，完成系統(tǒng)的控制和調(diào)整，實現(xiàn)手動、及自動控制。對不同工作階段的參數(shù)測量、回路效率分析，從而達到綜合性實驗的目的。

2.2 設(shè)計性實驗項目內(nèi)容設(shè)計與項目開發(fā)

設(shè)備氣動系統(tǒng)的獨特點不是關(guān)注的重點，重點是這些設(shè)備氣動系統(tǒng)的構(gòu)成、工作原理、基本回路等一些共性、關(guān)鍵性的東西，才是待開發(fā)實驗項目的主要內(nèi)容，因此，關(guān)鍵是如何簡化、從中抽取出需要的實驗選題及內(nèi)容。

（1）實驗項目開發(fā)。設(shè)計性實驗開發(fā)主要是設(shè)計出既來于工程實際應用，又有典型意義的實驗選題，通過對企業(yè)應用的氣動技術(shù)進行綜合、優(yōu)選、提煉后，成為實驗項目選題，可多個，要求各有側(cè)重，如數(shù)控銑床自動換刀系統(tǒng)、生產(chǎn)線自動送料裝置氣動控制系統(tǒng)、機床夾具氣動系統(tǒng)等。

（2）設(shè)計性實驗內(nèi)容的設(shè)計。實驗內(nèi)容包括氣動基本回路設(shè)計，系統(tǒng)設(shè)計，氣動元件選擇，測試儀表選用，系統(tǒng)組裝，電氣控制系統(tǒng)設(shè)計，系統(tǒng)調(diào)試，功能演示，實驗結(jié)果分析等。

2.3 設(shè)計性實驗項目案例

以數(shù)控銑床自動換刀氣動系統(tǒng)為例，如圖2所示。當?shù)稁斓竭_規(guī)定位置AB時，如果按下啟動按鈕，換刀氣缸下行，活塞桿伸出到達指定位置CD，推動拉桿，拉桿頂出拉爪，拉爪松開刀柄，放下舊刀；待刀庫旋轉(zhuǎn)，將新刀送到位后，換刀氣缸上行，活塞桿收縮，拉桿牽拉拉爪，拉爪抓緊新刀具，回位，完成一個換刀工作循環(huán)。如果刀庫未達到指定位置AB時，即使按下按鈕，換刀氣缸也不動作。為了適應不同工況，要求工作壓力可調(diào)，氣缸工作速度可調(diào)。實驗內(nèi)容包括完成該數(shù)控銑床的自動換刀系統(tǒng)的設(shè)計，元件、測試儀表選擇，系統(tǒng)組裝，電氣控制系統(tǒng)設(shè)計，連接，調(diào)試，進行系統(tǒng)功能演示和實驗結(jié)果分析等。

3 結(jié)語

改革實驗項目，建設(shè)與企業(yè)應用實際緊密相連的綜合性、設(shè)計性實驗項目，對于提高教學質(zhì)量，培養(yǎng)學生解決實際工程問題的能力及技術(shù)應用能力都有重要意義。

參考文獻：

[1]夏建國.技術(shù)本科教育概論.上海：東方出版中心，2008.

[2]袁曉明，王宏宇，劉蘇，等.開展“三性”模式教學培養(yǎng)復合型人才[J].實驗科學與技術(shù)，2011，vol.9（1）：67-69.